Учёные Томского политехнического университета вместе с коллегами из России и Китая предложили способ сделать низкосортный уголь более эффективным. Добавление в него опилок и отработанного масла ускоряет процесс пиролиза в несколько раз и повышает качество топлива, сообщает Минобрнауки России.
Низкосортные угли, в том числе бурый, составляют до 45% мировых запасов, но их энергетическая ценность невелика. Повысить качество помогает пиролиз – термохимическое разложение при нагревании без доступа кислорода. Однако поведение сложных смесей (угля с добавками) до сих пор изучено недостаточно.
Учёные ТПУ проанализировали процессы разложения бурого угля, трёх марок каменного угля, а также смесей с сосновыми опилками и отработанным моторным маслом. Лучший результат показала смесь из 50% бурого угля, 40% воды и 10% масла. Её эффективность оказалась на 10% выше, чем у чистого бурого угля. «Сухая» смесь из 90% угля и 10% опилок дала прирост в 4%.
Учёные обнаружили и неожиданный эффект. Оказалось, что крупные частицы бурого угля запускают реакцию легче, чем мелкие. Они объясняют это улучшенным теплообменом между частицами. Добавки ускоряют разложение в несколько раз и снижают температуру начала пиролиза на 26%. А твёрдый остаток после разложения таких смесей имеет теплоту сгорания на 26-30% выше, чем у исходного угля.
На основе экспериментов политехники вывели формулы, которые позволяют предсказывать поведение новых угольных смесей при пиролизе с погрешностью не более 30%. Это избавляет от необходимости проводить дорогие и длительные испытания для каждого состава. Результаты работы опубликованы в авторитетном научном журнале Powder Technology.
Фото: фрипик
